Сети кабельного телевидения для самых маленьких. Часть 2: Состав и форма сигнала



    Сигнал, передаваемый по сети кабельного телевидения представляет из себя широкополосный, частотно разделённый спектр. Параметры сигнала, в том числе частоты и номера каналов в России регламентируются ГОСТ 7845-92 и ГОСТ Р 52023-2003, но наполнение каждого из каналов оператор волен выбирать на своё усмотрение.


    Напомню, что я пишу не учебник, а ликбез для расширения кругозора и вхождения в мир кабельного ТВ. Поэтому стараюсь писать простым языком, оставляя ключевые слова для заинтересовавшихся и не углубляться в описание технологий, которые и без меня прекрасно описаны сотни раз.

    Чем измеряем


    Для получения информации о сигнале в коаксиальном кабеле наш технический персонал пользуется в основном прибором Deviser DS2400T.



    По сути это телеприёмник, но вместо изображения и звука мы видим количественные и качественные характеристики как всего спектра, так и отдельных каналов. Приведённые в дальнейшем иллюстрации являются скриншотами с этого прибора.

    Такой Deviser имеет даже несколько избыточный функционал, но бывают приборы и покруче: с экраном, показывающим непосредственно телеизображение, приёмом оптического сигнала и, чего не хватает Deviser`у, приёма спутникового сигнала DVB-S (но это совсем другая история).

    Спектр сигнала


    Быстро оценить состояние сигнала «на глаз» позволяет режим отображения спектра



    В этом режиме прибор производит сканирование каналов в соответствии с заданным частотным планом. Для удобства из полного спектра убраны неиспользуемые в нашей сети частоты, поэтому получившееся изображение представляет из себя частокол каналов.



    Синим цветом обозначены цифровые каналы, жёлтым — аналоговые. Зелёная часть аналогового канала — разница между звуковой и видео составляющими сигнала (по ГОСТ должна быть от 10 до 20дБ).

    Хорошо заметна разница в уровнях разных каналов: отдельная неравномерность зависит от настроек транспондеров на головной станции, а общее различие между верхними и нижними частотами имеет определённый смысл, о котором я расскажу ниже.

    В этом режиме хорошо будут заметны сильные отклонения от нормы и если в сети есть серьёзные проблемы, то это сразу станет видно. Например, на приведённом изображении виден пропуск двух цифровых каналов в зоне высоких частот: они присутствуют лишь в виде коротких полосок, едва доходящих до уровня 10дБмкВ (вверху указан опорный уровень 80дБмкВ — это верхняя граница графика), что фактически есть шум, который кабель принимает на себя как антенна или вносимый активным оборудованием. Эти два канала — тестовые и были выключены на момент написания статьи.

    Недоумение может вызвать неравномерность расположения цифровых и аналоговых каналов. Это конечно не является правильным и произошло из-за эволюционного развития сети: в частотный план просто добавляли дополнительные каналы в свободную часть спектра. При создании частотного плана с нуля было бы правильно расположить весь аналог в нижней части спектра. Кроме того, у станционного оборудования, предназначенного для формирования сигнала для европейских стран существуют ограничения на использование частот для трансляции цифрового сигнала и, хоть в нашей стране таких ограничений нет, используя такое оборудование приходится размещать цифровые каналы в спектре вопреки логике.

    Форма сигнала


    Как известно из фундаментальной физики, чем выше частота волны, тем сильнее её затухание по мере распространения. При передаче такого широкополосного сигнала, как имеющийся в сети КТВ затухание в распределительной сети может достигать десятков децибел на плечо, причём в нижней части спектра оно будет в несколько раз меньше. Поэтому отправив в стояк из подвала ровный сигнал, на 25 этаже мы увидим примерно следующее:



    Уровень верхних частот заметно меньше нижних. В реальной ситуации телевизор, не разобравшись, может счесть более слабые каналы просто шумом и отфильтровать их. А если в квартире установлен усилитель, то при попытке настроить его для качественного приёма каналов из верхней части диапазона возникнет переусиление в нижней. Стандарты регламентируют разницу не более 15 дБмкВ на весь диапазон.

    Чтобы избежать этого, при настройке активного оборудования изначально закладывается более высокий уровень в зоне высоких частот. Это называется «прямой наклон», или просто «наклон». А то, что показано на изображении — «обратный наклон», и такая картина — это уже авария. Или, как минимум, указание на то, что с кабелем до точки измерения — беда.

    Бывает и обратная ситуация, когда низкие частоты практически отсутствуют, а верхние еле пробиваются выше уровня шумов:



    Это так же говорит нам о повреждении кабеля, а именно его центральной жилы: чем выше частота, тем ближе к краю волновода она распространяется (скин-эффект в коаксиальном кабеле UPD: касаемо физических основ этого явления есть разногласия, подробнее в комментариях). Поэтому мы видим только те каналы, что распространяются на верхних частотах, но, как правило, телевизор принять их с таким уровнем уже не сможет.
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 17

      0
      А нарисуйте типовую схему какое оборудование на линии есть. Интернет через тот же кабель приходит? Ест же компании, которые ещё и интернетом барыжат. Или у них отдельная кабельная система для этого?
        +1
        Интернет тоже идет в этой же кабельной системе. Это называется DOCSIS По сути цифровой канал с видео не отличается от канала DOCSIS. Что там что там гонится поток цифровых данных. Но в DOCSIS 2 основных типа каналов downstream (к Абоненту) и upstream (от Абонента). Downstream каналы располагаются на «высоких» частотах и имеют одинаковую ширину канала — такую же как и каналы видео. В зависимости от страны могут быть 6..8 МГц. Upstream каналы располагаются в нижней части спектра и могут быть разной «ширины» до 6.4 МГц. В DOCSIS 3.0 каналы могут группироваться вместе для получения больших скоростей. DOCSIS 3.1 пошел еще дальне — там каналы формируются по другому принципу — с использованием OFDM/OFDMA — подробнее тут
          0
          Не хотите написать статью про DOCSIS? Вы работаете с ним?
            +1
            Не хотите написать статью про DOCSIS?

            Написать то конечно можно. Но вроде уже писали:

            Может что-то в них не раскрыто и есть какие-то вопросы — тогда можно написать с прицелом на какую-то конкретную тему а не общий обзор. Нюансов в DOCSIS есть огромное количество.
            Вы работаете с ним?

            Да, по роду службы :)
              0
              Указанные статьи все вместе хороши, но при этом в каждой чего-то не хватает, а что-то лишнее. Я это представляю как обзор пошагового прохождения сигнала «прямой канал — обратный канал» с кратким описанием что происходит в усилителях, приёмниках и на концах, конечно. Такой статьи не хватает в моей серии, но написать её сам я не смогу, к сожалению, так как у нас в сети этого нет. Прошу помощи.
                0
                Как я уже говорил — принципиальной разницы между DOCSIS downstream каналом и любым другим каналом (DVB) нет. Проходят они и по кабелю и по усилителям одинаково. Принципиальный момент — Кабельная система должна быть двухсторонняя — т.е. и усилители и медиа преобразователи (Fiber Nodes) и оборудование в headend'е должно обеспечивать прохождение сигнала в обе стороны и соответственно должно быть согласовано между собой по частотным диапазонам.

                За помощь — я готов оказать всяческую помощь — давайте уже в личке — может что-то и получится.
          0
          Типовую схему например такую? habr.com/ru/post/449322
          +1
          Странно, что в аналоговых каналах звуковая составляющая такая высокая. Может ошибка? Желтая это звуковая. Тогда разница в 10...15 дБ вполне понятна (в эфирном, например, мощности видео несущей и звуковой поднесущей должны быть с разницей 10дБ по мощности)
            0
            Действительно, зелёная — это разница между видео и аудио, исправил неточность, спасибо.
            Стандарт для эфирного и кабельного в это части одинаков (ведь это важно для приёмника, а не для сети) и указывает разницу 10дБ минимум и 20дБ максимум.
            0
            Тёмно-синие линии на чёрном фоне — это так и задуманно? На реальном оборудовании точно так-же ничего не видно?
            Особенно вот тут уровень цифровых сигналов слева абсолютно неразличим
            image
              0
              На реальном оборудовании экран заметно ярче и проблем с этим нет. Приведённые иллюстрации сделаны средствами родной для прибора программы: она позволяет сохранять скриншоты. И они получились темноваты, действительно. Но я не думаю, что кому-то важно какой именно там уровень…
              0
              Это так же говорит нам о повреждении кабеля, а именно его центральной жилы: чем выше частота, тем ближе к краю волновода она распространяется (скин-эффект в коаксиальном кабеле). Поэтому мы видим только те каналы, что распространяются на верхних частотах, но, как правило, телевизор принять их с таким уровнем уже не сможет.

              Точно скин-эффект здесь проявляется?
              Может быть, просто обрыв центральной жилы представить в виде разделительного конденсатора, который и образует фильтр верхних частот?
                0
                У нас на этот счёт с коллегами возник спор. Я опираюсь на определение коаксиального кабеля как волновода, в котором наружной частью проводника из определения скин-эффекта является внутренняя поверхность оплётки. Обратное мнение состоит в том, что разорванная центральная жила перестаёт работать как волновод и начинает работать как пара антенн — одна передаёт, другая принимает.
                Версия с конденсатором так же имеет место быть, спор ещё не окончен. Каково ваше мнение? Возможно ли образование такого конденсатора не при обрыве, а при ненадёжном контакте жилы с сердечником разъёма?
                  0
                  Я опираюсь на определение коаксиального кабеля как волновода, в котором наружной частью проводника из определения скин-эффекта является внутренняя поверхность оплётки.

                  Вот у меня сомнения в применимости скин эффекта при разрыве центрального проводника. При идеальном проводнике будет почти такая же картина при разрыве. Или возьмем наоборот на низких частотах, когда скин слой толстый, но эффект емкости разрыва все равно будет виден на частотной характеристеке.
                    +1
                    При моделировании одномодового режима (TEM волна), если разрыв меньше длины волны, похоже, разрыв ведет себя как емкость.
                    Видно, что появляется z-компонента поля, и на спектре видно похожее на ФВЧ.

                      0
                      Спасибо! Только не понятно: вы написали ФВЧ вместо ФНЧ или на графике не уровень сигнала, а уровень затухания и тогда вопрос, почему падают нижние, но проходят верхние остаётся открытым…
                        +1
                        Именно ФВЧ, у нас же конденсатор эквивалентный последовательно с нагрузкой. Верхние частоты проходят, сравните с вашей картинкой последней в статье.

                Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                Самое читаемое